Cellеллюлоза эфирын ничек ясарга?

Cellеллюлоза эфиры целлюлозаның эфирлаштыру модификациясе белән алынган целлюлоза туемы. Аның искиткеч калынлашуы, эмульсиясе, асылуы, пленка формалашуы, саклагыч коллоид, дым тоту, ябышу үзенчәлекләре аркасында киң кулланыла. Ул фәнни тикшеренүләрдә, азык-төлек, медицина, паперма ясау, каплау, төзелеш материаллары, нефть табу, тукымалар һәм электрон компонентлар кебек сәнәгать өлкәләрендә милли икътисад үсешендә мөһим роль уйный. Бу кәгазьдә целлюлозаны эфирлаштыру модификациясенең тикшеренү барышы карала.

Cellеллюлозаэфиртабигатьтә иң күп органик полимер. Ул яңартыла торган, яшел һәм биокомпонентлы. Бу химия инженериясе өчен мөһим чимал. Эфирлаштыру реакциясеннән алынган молекуланың төрле алмаштыргычлары буенча, аны бер эфирга бүлеп, катнашырга мөмкин. целлюлоза эфир.Менә без алкил эфирлары, гидроксялкил эфирлары, карбоксалкил эфирлары һәм катнаш эфирлар кертеп, бер эфир синтезы буенча тикшеренү барышын карый.

Төп сүзләр: целлюлоза эфир, эфирлаштыру, бер эфир, катнаш эфир, тикшеренү барышы

1.Селлюлозаның эфирлаштыру реакциясе

Cellеллюлозаның эфирлаштыру реакциясе эфир иң мөһим целлюлоза дериватизация реакциясе. Селлюлозаны эфирлаштыру - гидроксил төркемнәренең целлюлоза молекуляр чылбырларында эшкәртү шартларында алкилаткыч агентлар белән реакциядә тудырылган туемнар сериясе. Селлюлоза эфир продуктларының күп төрләре бар, аларны эфир реакциясеннән алынган молекулалардагы төрле алмаштыргычлар буенча бер эфирга һәм катнаш эфирга бүлеп була. Бер эфирны алкил эфирларына, гидроксялкил эфирларына һәм карбоксалкил эфирларына бүлеп була, һәм катнаш эфирлар молекуляр структурада бәйләнгән ике яки күбрәк төркемле эфирларга карый. Cellеллюлоза эфир продуктлары арасында карбоксиметил целлюлоза (CMC), гидроксиетил целлюлозасы (HEC), гидроксипропил целлюлозасы (HPC), гидроксипропил метил целлюлозасы (HPMC) тәкъдим ителә, алар арасында кайбер продуктлар коммерцияләштерелгән.

2.Селлюлоза эфиры синтезы

2.1 Бер эфир синтезы

Бер эфирга алкил эфирлары керә (мәсәлән, этил целлюлозасы, пропил целлюлозасы, фенил целлюлозасы, цианетил целлюлозасы һ.б.), гидроксиалкил эфирлары (гидроксиметил целлюлозасы, гидроксиетил целлюлозасы һ.б.), карбоксалетил эфирлары (карбоксиметил целлюлозасы, карбоксиметил целлюлозасы, карбоксиметил целлюлозасы). һ.б.).

2.1.1 Алкил эфиры синтезы

Берглунд һ.б. башта целлюлозаны NaOH эремәсе белән эшкәрттеләр, этил хлорид белән куштылар, аннары 65 температурада метил хлорид куштылар.°С - 90°С һәм 3бардан 15барга кадәр басым, һәм метил целлюлоза эфирын чыгару өчен реакция. Бу ысул югары эффектив булырга мөмкин, суда эри торган метил целлюлоза эфирларын төрле дәрәҗәгә алмаштыру.

Этилцеллюлоза - ак термопластик гранул яки порошок. Гомуми товарларда 44% ~ 49% этокси бар. Күпчелек органик эреткечләрдә эри, суда эри алмый. 40% ~ 50% натрий гидроксидлы су эремәсе белән пульпа яки мамык линтерлар, һәм эшкәртелгән целлюлоза этил целлюлозасы чыгару өчен этил хлорид белән этоксилатланган. этилик целлюлозаны (ЭК) 43,98% этокси эчтәлеге белән уңышлы синтезлый, бер этаплы ысул белән целлюлозаны артык этил хлорид һәм натрий гидроксиды белән реакцияләп, толуенны эретеп куллана. Толуен экспериментта эретүче буларак кулланылган. Эфирлаштыру реакциясе вакытында ул этил хлоридның алкалы целлюлозасына таралышын гына түгел, ә югары алмаштырылган этил целлюлозасын да эретә ала. Реакция вакытында эшкәртелмәгән өлеш өзлексез фаш ителергә мөмкин, эфирлаштыру агентын ясый. Этиляция реакциясе гетерогеннан бер тигезгә үзгәрә, һәм продуктта алмаштыргычлар бүленеше бертөрле була.

этил бромидны эфирлаштыру агенты һәм тетрахидрофуран этил целлюлозасын (EC) синтезлау өчен кулланган, һәм инфракызыл спектроскопия, атом магнит резонансы һәм гель үткәрү хроматографиясе белән продукт структурасын характерлый. Синтезланган этил целлюлозасын алыштыру дәрәҗәсе якынча 2,5, молекуляр масса тарату тар, һәм аның органик эреткечләрдә яхшы эрүчәнлеге бар.

цианетил целлюлозасы (CEC) бертөрле һәм гетероген ысуллар ярдәмендә төрле дәрәҗәдәге полимеризация булган целлюлозаны чимал итеп кулланалар, һәм эремә кастинг һәм кайнар басу ярдәмендә тыгыз CEC мембранасы материаллары әзерләделәр. CEC мембраналары эретеп җибәрелгән фазаны аеру (NIPS) технологиясе белән әзерләнде, һәм барий титанат / цианетил целлюлозасы (BT / CEC) нанокомпозит мембрана материаллары NIPS технологиясе белән әзерләнде, һәм аларның структуралары һәм үзлекләре өйрәнелде.

үз-үзен үстергән целлюлоза эреткечен (алкалы / карбамид эремәсе) цианетил целлюлозасын (CEC) акрилонитрил белән эфирлаштыру агенты итеп синтезлау өчен реакция чарасы буларак кулланды, һәм продуктның структурасы, үзлекләре һәм кулланылышы буенча тикшеренүләр үткәрде. тирәнтен өйрәнү. Differentәм төрле реакция шартларын контрольдә тотып, 0,26дан 1,81гә кадәр DS кыйммәтләре булган CECлар сериясен алырга мөмкин.

2.1.2 Гидроксиалкил эфирлары синтезы

Фан Junнлин һәм башкалар гидроксиетил целлюлозасын (HEC) 500 л реакторда чистартылган мамыкны чимал һәм 87,7% изопропанол-су кулланып, бер этаплы эшкәртү, этаплап нейтральләштерү һәм этап-эфирлаштыру ярдәмендә әзерләделәр. . Нәтиҗә күрсәткәнчә, әзерләнгән гидроксиетил целлюлозасы (HEC) 2,2-2.9 моляр алмаштыргычка ия ​​булган, коммерция классы Dows 250 HEC продукты белән бер үк сыйфат стандартына ирешкән, 2.2-2.4. Латекс буяу җитештергәндә HEC куллану латекс буяуның кино формалаштыру һәм тигезләү үзлекләрен яхшырта ала.

Лю Дан һәм башкалар дүртенче аммиак тоз катион гидроксиетил целлюлозасын гидроксиетил целлюлозасының (HEC) һәм 2,3-эпоксипропилтриметиламмоний хлорид (GTA) алкалы катализы ярдәмендә әзерләү турында сөйләштеләр. эфир шартлары. Кионик гидроксиетил целлюлоза эфирын кәгазьгә тәэсире тикшерелде. Эксперименталь нәтиҗәләр шуны күрсәтә: агартылган каты агач суганында, катион гидроксиетил целлюлоза эфирын алыштыру дәрәҗәсе 0,26 булганда, тотуның гомуми күләме 9% ка, су фильтрлау дәрәҗәсе 14% ка арта; агартылган каты агач пульпасында, катион гидроксиетил целлюлоза эфиры җепсел җепселенең 0,08% булганда, ул кәгазьдә зур ныгыту эффектына ия; катион целлюлоза эфирын алыштыру дәрәҗәсе никадәр зур булса, катион корылмасы тыгызлыгы һәм ныгыту эффекты яхшырак.

Жанхонг сыеклык-фазлы синтез ысулын куллана, гидроксиетил целлюлозасын ябышлык бәясе 5 булган×104мПа·эшкәртү яки эфирлаштыруның ике этаплы процессы аша 0,3% тан ким булмаган көл бәясе. Ике эшкәртү ысулы кулланылды. Беренче ысул - ацетонны эретеп куллану. Cellеллюлоза чималы турыдан-туры натрий гидроксидлы су эремәсенең концентрациясендә тупланган. Базификация реакциясе үткәрелгәннән соң, эфирлаштыру реакциясен турыдан-туры башкару өчен эфирлаштыру агенты кушыла. Икенче ысул - целлюлоза чималы натрий гидроксиды һәм карбамидның су эремәсендә эшкәртелгән, һәм бу ысул белән әзерләнгән алкалы целлюлозасы эфирлаштыру реакциясе алдыннан артык буяуны бетерү өчен кысылырга тиеш. Эксперименталь нәтиҗәләр шуны күрсәтә: сайланган эремчек күләме, кушылган этилен оксиды күләме, эшкәртү вакыты, беренче реакциянең температурасы һәм вакыты, һәм икенче реакциянең температурасы һәм вакыты барысы да спектакльгә зур йогынты ясый. продукт.

Сю inинь һ.б. алкалы целлюлозасы һәм пропилен оксидының эфирлаштыру реакциясен үткәрде, һәм газ-каты фаза ысулы белән түбән алмаштыру дәрәҗәсе белән синтезланган гидроксипропил целлюлозасы (HPC). Пропилен оксидының масса фракциясенең, кысу коэффициентының һәм эфирлаштыру температурасының HPC эфирлаштыру дәрәҗәсенә һәм пропилен оксидын эффектив куллану тәэсирләре өйрәнелде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, HPC-ның оптималь синтез шартлары пропилен оксидының масса өлеше 20% (целлюлозага масса катнашуы), алкалы целлюлоза экструзиясе коэффициенты 3.0, эфирлаштыру температурасы 60 булган.°C. Атом магнит резонансы буенча HPC структур сынавы шуны күрсәтә: HPC эфирлаштыру дәрәҗәсе - 0,23, пропилен оксидын эффектив куллану дәрәҗәсе - 41,51%, һәм целлюлоза молекуляр чылбыры гидроксипропил төркемнәре белән уңышлы бәйләнгән.

Конг Синьжи һ.б. ион сыеклыгы белән гидроксипропил целлюлозасын әзерләделәр, целлюлозаның бертөрле реакциясен тормышка ашыру өчен, реакция процессын һәм продуктларны көйләү. Эксперимент вакытында синтетик имидазол фосфат ион сыеклыгы 1, 3-диетилимидазол диэтил фосфат микрокристалл целлюлозаны эретү өчен кулланылды, һәм гидроксипропил целлюлозасы эшкәртү, эфирлаштыру, кислоталау һәм юу аша алынган.

2.1.3 Карбоксалкил эфирлары синтезы

Иң типик карбоксиметил целлюлозасы - карбоксиметил целлюлозасы (CMC). Карбоксиметил целлюлозасының су эремәсе калынлашу, кино формалаштыру, бәйләү, су тоту, коллоид саклау, эмульсия һәм асылмалы функцияләргә ия, һәм юуда киң кулланыла. Фармацевтика, азык-төлек, теш пастасы, тукымалар, полиграфия һәм буяу, кәгазь ясау, нефть, тау, медицина, керамика, электрон компонентлар, каучук, буяу, пестицидлар, косметика, күн, пластмасса һәм нефть бораулау һ.б.

1918 елда немец Э. Янсен карбоксиметил целлюлозасының синтез ысулын уйлап тапты. 1940-нчы елда Германия IG Farbinainaustrie компаниясенең Калле заводы сәнәгать җитештерүен тормышка ашырды. 1947-нче елда АКШның Wyandotle химия компаниясе өзлексез җитештерү процессын уңышлы эшләде. Минем ил беренче тапкыр 1958-нче елда Шанхай целлюлоид фабрикасында CMC сәнәгать производствосына кертелде. Карбоксиметил целлюлозасы - натрий гидроксиды һәм хлороацетик кислотасы тәэсирендә чистартылган мамыктан җитештерелгән целлюлоза эфиры. Аның сәнәгать җитештерү ысулларын ике категориягә бүлеп була: суга нигезләнгән метод һәм төрле эфирлаштыру чаралары буенча эретүче метод. Суны реакция чарасы буларак куллану процессы су урта ысулы дип атала, һәм реакциядә органик эретүче булган процесс эретү ысулы дип атала.

Тикшеренүләрнең тирәнәюе һәм технологиянең алга китүе белән карбоксиметил целлюлозасы синтезына яңа реакция шартлары кулланылды, һәм яңа эретүче система реакция процессына яки продукт сыйфатына зур йогынты ясый. Олару һ.б. Этанол-ацетон катнаш системасын кулланып, целлюлозаның карбоксиметиляция реакциясе этанол яки ацетонныкыннан яхшырак булуын ачыклады. Николсон һ.б. Системада түбән дәрәҗәдәге алмашлыклы CMC әзерләнде. Филипп һ.б. югары алмаштырылган CMC әзерләде N-метилморфолин-N оксиды һәм N, N диметилацетамид / литий хлорид эретүче системалар. Aiай һ.б. NaOH / карбамид эретү системасында CMC әзерләү ысулын эшләде. Рамос һ.б. DMSO / тетрабутиламмоний фторлы ион сыеклык системасын мамык һәм сисалдан чистартылган целлюлоза чималын карбоксиметилатлау өчен эретүче итеп кулланган, һәм алмаштыру дәрәҗәсе 2,17 булган CMC продуктын алган. Чен ingзиньхуан һ.б. югары концентрацияле целлюлозаны (20%) чимал, натрий гидроксиды һәм акриламид модификация реагентлары итеп кулланган, билгеләнгән вакытта һәм температурада карбоксиетиляция модификациясен ясаган, һәм ниһаять, карбоксетил база целлюлозасын алган. Modifiedзгәртелгән продуктның карбоксиетил эчтәлеге натрий гидроксиды һәм акриламид күләмен үзгәртеп көйләнә ала.

2.2 Катнаш эфир синтезы

Гидроксипропил метил целлюлоза эфиры - поляр булмаган целлюлоза эфиры, алкализация һәм эфирлаштыру модификациясе аша табигый целлюлозадан алынган салкын суда эри торган поляр булмаган целлюлоза эфиры. Ул натрий гидроксид эремәсе белән эшкәртелә һәм билгеле күләмдә изопропанол һәм толуен эретүче кушыла, кабул итүче эфирлаштыру агенты - метил хлорид һәм пропилен оксиды.

Дай Мингюн һ.б. гидроксил целлюлозасын (HEC) гидрофилик полимерның арка сөяге итеп кулланган, һәм гидрофобик группа бутил группасын көйләү өчен эфирлаштыру реакциясе ярдәмендә гидрофобизацияләүче бутил глицидил эфирын (BGE) арка сөягенә бәйләгән. Төркемне алыштыру дәрәҗәсе, аның гидрофилик-липофил баланс кыйммәте, һәм температурага җаваплы 2-гидрокси-3-бутоксипропил гидроксиетил целлюлозасы (HBPEC) әзерләнгән; Температурага җаваплы мөлкәт әзерләнә Селлюлозага нигезләнгән функциональ материаллар функциональ материалларны наркотикларның тотрыклы чыгарылышы һәм биологиясе өлкәсендә куллануның яңа ысулын тәкъдим итә.

Чен Янминг һәм башкалар гидроксиетил целлюлозасын чимал итеп кулландылар, һәм изопропанол эремә системасында катнаш эфир гидроксиетил карбоксиметил целлюлозасын әзерләү өчен бертөрле реакция өчен реакторга аз күләмдә Na2B4O7 кушылды. Продукция суда тиз, һәм ябышлык тотрыклы.

Ван Пенг төп чимал буларак табигый целлюлоза чистартылган мамыкны куллана, һәм бер этаплы эфирлаштыру процессын куллана, карбоксиметил гидроксипропил целлюлозасын бертөрле реакция, югары ябышлык, яхшы кислоталарга каршы тору һәм эшкәртү һәм эфирлаштыру реакцияләре ярдәмендә тозга каршы тору. Бер этаплы эфирлаштыру процессын кулланып, җитештерелгән карбоксиметил гидроксипропил целлюлозасы тозга каршы тору, кислоталарга каршы тору һәм эретүчәнлеккә ия. Пропилен оксиды һәм хлороацетик кислотаның чагыштырмача күләмен үзгәртеп, төрле карбоксиметил һәм гидроксипропил эчтәлеге булган продуктлар әзерләнергә мөмкин. Тест нәтиҗәләре шуны күрсәтә: бер адымлы ысул белән җитештерелгән карбоксиметил гидроксипропил целлюлозасы кыска җитештерү циклына, аз эретүчән куллануга ия, һәм продукт моновалент һәм дивалент тозларга һәм яхшы кислоталарга каршы торуга бик яхшы каршы тора. Башка целлюлоза эфир продуктлары белән чагыштырганда, ул азык-төлек һәм нефть эзләү өлкәсендә көндәшлеккә сәләтле.

Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) - барлык төр целлюлоза арасында иң күпкырлы һәм иң яхшы күрсәткеч, һәм ул шулай ук ​​катнаш эфирлар арасында коммерцияләштерүнең типик вәкиле. 1927 елда гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) уңышлы синтезланган һәм изоляцияләнгән. 1938-нче елда АКШның Dow Chemical Co. метил целлюлозасының сәнәгать җитештерүен аңлады һәм танылган "Метохель" сәүдә маркасын булдырды. Гидроксипропил метилцеллюлозаның эре сәнәгать производствосы АКШта 1948-нче елда башланган. HPMC җитештерү процессын ике категориягә бүлеп була: газ фазасы һәм сыек фаза ысулы. Хәзерге вакытта Европа, Америка һәм Япония кебек алга киткән илләр газ фазасы процессын күбрәк кабул итәләр, һәм HPMC эчке производствосы нигездә сыек фаза процессына нигезләнә.

Чжан Шуанцзян һәм башкалар мамык порошогын чимал итеп чистарттылар, аны эретүче урта толуен һәм изопропанолда натрий гидроксиды белән эшкәрттеләр, аны эфирлаштыручы агент пропилен оксиды һәм метил хлорид белән эфирлаштырдылар, реакция ясадылар һәм тиз арада гидроксипропил метил спирт базасы целлюлоза эфирын әзерләделәр.

3. Перспектива

Cellеллюлоза - ресурсларга бай, яшел һәм экологик яктан чиста, яңартыла торган мөһим химик һәм химик чимал. Cellеллюлоза эфирлаштыру модификациясе туемнары искиткеч җитештерүчәнлеккә, куллануның киң ассортиментына һәм яхшы куллану эффектларына ия, һәм күпчелек дәрәҗәдә халык икътисады ихтыяҗларын канәгатьләндерә. Социаль үсеш ихтыяҗлары, өзлексез технологик прогресс һәм киләчәктә коммерцияләштерүне тормышка ашыру белән, синтетик чимал һәм целлюлоза туемнарының синтетик ысуллары индустриальләшә алса, алар тулырак кулланылачак һәм киң кулланылышны тормышка ашырачак. Кыйммәт.